C++ 原子列表容器

Question

我正在研究 std::atomic，但我认为我没有完全理解这个概念。我想知道为什么没有原子容器。所以我玩了一下。首先我尝试了以下方法：

std::atomic<std::list<int> > atomicList;

但是正如其他一些人已经指出的那样，这是行不通的，因为构造函数是 noexcept。所以我创造了一些技巧：

template<class T>
class MyList
{
public:
    //Make sure that no exception is thrown
    MyList() noexcept
        try: l()
    {}catch(...) {}

    void push_back(const T &t) { l.push_back(t); }

    void pop_front() { l.pop_front(); }

    size_t size() const { return l.size(); }

private:
    list<T> l;

};

atomic<MyList<int> > atomicList;

现在我使用它，但我发现它不能正常工作，并且出现分段错误。

有人可以解释一下为什么不能以这种方式创建原子列表吗？

编辑：如果有人想看看我的测试程序的真实情况以便更好地理解：

#include <list>
#include <thread>
#include <sys/time.h>
#include <iostream>
#include <atomic>

using namespace std;

template<class T>
class MyList
{

public:
    MyList() noexcept
        try: l()
    {}catch(...) {}

    void push_back(const T &t) { l.push_back(t); }

    void pop_front() { l.pop_front(); }

    size_t size() const { return l.size(); }

private:
    list<T> l;

};

atomic<MyList<int> > l;

void work()
{
    for(unsigned int i = 0; i < 100000; ++i)
    {
        //Called operator()
        ((MyList<int>&)l).push_back(i);
        ((MyList<int>&)l).push_back(((MyList<int>&)l).size());
        ((MyList<int>&)l).pop_front();
    }
}

int main(int argc, char *args[])
{
    struct timeval time1;
    struct timeval time2;
    gettimeofday(&time1, 0);
    thread t1(work);
    thread t2(work);
    thread t3(work);
    thread t4(work);
    t1.join();
    t2.join();
    t3.join();
    t4.join();
    gettimeofday(&time2, 0);
    cout<<((time2.tv_sec-time1.tv_sec)+double(time2.tv_usec-time1.tv_usec)/1000000)<<endl;
}

Answer 1

((MyList<int>&)l).push_back(i);

std::atomic 不提供引用的转换运算符。如果您使用 static_cast，它甚至不会编译，但这里的 C-cast 直接将 std::atomic<MyList<int>> 重新解释为 MyList<int>，这有充分的理由不起作用。

您不能直接修改 std::atomic 中的内容。您需要使用 load() 检索数据副本，修改此副本，然后使用 store().

将其交换回来

Answer 2

第一个也是最重要的问题：这不可能行得通。您需要围绕成员函数的执行进行同步，而不是围绕检索列表进行同步。 std::atomic 甚至不符合您的需要。

关于您尝试的实施，将 atomic<T> 强制转换为 T& 不能做任何合理的事情。

即使有意义，这样的转换也会完全忘记对象的原子性，因此您对引用所做的任何操作都不是原子操作。

C++ 原子列表容器

C++ atomic list container

c++

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stl

list

atomic